Гидравлический распределитель (варианты) и система для распределения рабочей жидкости (варианты), применяемые для приведения в действие скважинных инструментов

Гидравлический распределитель (варианты) и система для распределения рабочей жидкости (варианты), применяемые для приведения в действие скважинных инструментов

Реферат

 

Гидравлический привод и система для распределения рабочей жидкости предназначены для использования в нисходящих скважинах, которые позволяют управлять несколькими гидравлическими устройствами от одной линии управления. Гидравлический распределитель содержит единственный подвод, соединенный с гидравлической линией управления, подающей рабочую жидкость под давлением, по меньшей мере, один основной отвод и, по меньшей мере, один вспомогательный отвод, клапан, занимающий первое положение, при котором ограничено давление рабочей жидкости, по меньшей мере, от одного основного отвода, и занимающий второе положение, при котором ограничено давление рабочей жидкости, по меньшей мере, от одного вспомогательного отвода, при этом клапан способен совершать перемещение между его первым положением и вторым положением посредством изменения давления рабочей жидкости в единственном подводе. Система для распределения рабочей жидкости содержит гидравлическую линию управления, распределитель, имеющий единственный подвод, сообщающийся с гидравлической линией управления, по меньшей мере, два отвода и клапан, имеющий возможность перемещения в распределителе для управления потоком от подвода к, по меньшей мере, двум отводам и смещаемый в ответ на изменение давления рабочей жидкости в единственном подводе. Технический результат повышение надежности. 6 н. и 32 з.п. ф-лы, 46 ил.

Изобретение относится к оборудованию, предназначенному для комплектования скважин, а точнее к механизмам приведения в действие инструментов в нисходящих скважинах, для работы которых требуется применение рабочей жидкости под давлением.

Хорошо известно, что для многих устройств, предназначенных для нисходящих скважин, требуется источник энергии для приведения их в действие или перемещения из одного положения в другое в соответствии с той целью, для достижения которой служит устройство. Для управляемого с поверхности подповерхностного предохранительного клапана требуется гидравлическая и/или электрическая энергия, подводимая от источника, расположенного на поверхности. Установка пакера, который с обеспечением уплотнения крепят к колонне из производственных труб, требует наличия пробки в трубах и приложения к трубам давления либо наличия отдельного и возвращаемого в исходное положение "установочного инструмента", предназначенного для приведения в движение и установки пакера в трубах. Также может потребоваться гидравлическое приведение в действие золотниковых втулок или устройств в виде "боковых дверц". Любому специалисту средней квалификации в данной отрасли будет очевидно, что для применения в этом изобретении могут быть предназначены многие устройства нисходящих скважин, приведение в действие которых требует подвода энергии. Такие устройства могут представлять собой пакеры, например такие, которые раскрыты в патентах США №№5273109, 5311938, 5433269, перфорационное оборудование, например такое, которое раскрыто в патентах США №№5449039, 5513703 и 5505261, устройства для блокирования и разблокирования, например такие, которые раскрыты в патентах США №№5353877 и 5492173, клапаны, например такие, которые раскрыты в патентах США №№5394951 и 5503229, гравийные закладки, например такие, которые раскрыты в патентах США №№5531273 и 5597040, устройства для управления потоком или инструменты для проведения ремонта скважины, например такие, которые раскрыты в патентах США №№4429747 и 4434854, пробки или расширительные соединения такого типа, которые широко известны в этой отрасли.

Для каждого из этих хорошо известных устройств имеется определенный способ приведения в действие или приводной механизм, который объединен с инструментом и специфичен для него. Поэтому в прошлом для большинства из этих хорошо известных устройств требовался независимый источник энергии.

Техническим результатом настоящего изобретения является создание устройства, которое может создать один или несколько источников рабочей жидкости под давлением для нисходящей скважины, обеспечивающих возможность приведения в действие определенного количества инструментов, предназначенных для скважины, которое предназначено для решения различных задач, касающихся нисходящих скважин, при работе различными инструментами, является простым для возможности его восстановления в условиях месторождения и предназначено для постоянного размещения при комплектовании скважины и обеспечения при этом выполнения большого количества функций большим количеством инструментов, которые в ней расположены, управление которыми должен выполнять оператор посредством панели управления, находящейся на поверхности земли.

Этот технический результат достигается тем, что гидравлический распределитель содержит единственный подвод, соединенный с гидравлической линией управления, подающей рабочую жидкость под давлением, по меньшей мере, один основной отвод и, по меньшей мере, один вспомогательный отвод, клапан, занимающий первое положение, при котором ограничено давление рабочей жидкости, по меньшей мере, от одного основного отвода, и занимающий второе положение, при котором ограничено давление рабочей жидкости, по меньшей мере, от одного вспомогательного отвода, при этом клапан способен совершать перемещение между его первым положением и вторым положением посредством изменения давления рабочей жидкости.

Давление рабочей жидкости может управлять одним или несколькими гидравлическими устройствами.

Одно или несколько гидравлических устройств могут быть выбраны из золотниковых клапанов, шариковых клапанов, пакеров, клапанов для изоляции формации, клапанов для газлифта, стопоров, золотниковых втулок и гидравлических распределителей.

Гидравлический распределитель может быть расположен в стенке одного или нескольких гидравлических устройств.

Гидравлические устройства могут составлять часть колонны с инструментом.

Гидравлический распределитель может быть расположен в стенке колонны с инструментом.

Клапан способен перемещаться между его первым и вторым положением посредством втулки, реагирующей на давление рабочей жидкости.

Втулка способна перемещаться механически.

Гидравлический распределитель может дополнительно содержать индексаторный узел, имеющий возможность перемещения через большое количество положений для перемещения втулок.

Гидравлический распределитель может дополнительно содержать стопорный узел для фиксирующего зацепления с втулкой.

Указанный технический результат достигается тем, что гидравлический распределитель содержит единственное входное отверстие, предназначенное для подвода давления рабочей жидкости, одно или несколько первых выходных отверстий и одно или несколько вторых выходных отверстий, клапан, содержащий втулку, имеющую первое положение и второе положение и прикрепленную к клапану таким образом, что при ее нахождении в ее первом положении клапан способен ограничивать подачу давления рабочей жидкости к одному или нескольким первым выходным отверстиям, а при нахождении ее в ее втором положении клапан способен ограничивать подачу давления рабочей жидкости к одному или нескольким вторым выходным отверстиям, при этом втулка имеет возможность перемещения между ее первым положением и вторым положением посредством изменения давления рабочей жидкости.

Давление рабочей жидкости может управлять одним или несколькими гидравлическими устройствами.

Одно или несколько гидравлических устройств можно выбрать из золотниковых клапанов, шариковых клапанов, пакеров, клапанов для изоляции формации, клапанов для газлифта, стопоров, золотниковых втулок и гидравлических распределителей.

Гидравлический распределитель может быть расположен в стенке одного или нескольких гидравлических устройств.

Гидравлические устройства могут являться частью колонны с инструментом.

Гидравлический распределитель может быть расположен в стенке колонны с инструментом.

Втулка способна перемещаться механически.

Гидравлический распределитель может дополнительно содержать стопорный узел, гидравлически приводимый в действие для фиксирующего зацепления с втулкой.

Гидравлический распределитель может дополнительно содержать индексаторный узел для перемещения втулки.

Указанный технический результат достигается и тем, что гидравлический распределитель может содержать корпус, образующий подвод и множество отводов, клапан, расположенный в корпусе с возможностью перемещения, предназначенный для избирательного закрытия множества отводов, реагирующее на воздействие давления индексаторное устройство, подсоединенное к клапану и приспособленное требовать многократных изменений давления для перемещения клапана между открытым положением и закрытым положением.

Индексаторное устройство может иметь втулку, прикрепленную к клапану.

Индексаторное устройство может иметь стопорный узел для фиксирующего зацепления с втулкой.

Индексаторное устройство может иметь индексаторный узел для перемещения втулки.

Индексаторное устройство может являться приводимым в действие механически.

Указанный технический результат достигается и тем, что гидравлический распределитель содержит корпус, имеющий единственный подвод, подсоединенный к гидравлической линии управления и предназначенный для прохождения текучей среды под давлением из гидравлической линии управления, и, по меньшей мере, один отвод, клапан, установленный в корпусе с возможностью перемещения и предназначенный для избирательного закрытия, по меньшей мере, одного отвода для избирательного управления потоком рабочей жидкости под давлением из подвода, по меньшей мере, к одному отводу, индексаторное устройство, подсоединенное к клапану и приспособленное для управления положением клапана в ответ на воздействие изменения давления рабочей жидкости в единственном подводе.

По меньшей мере, один отвод может сообщаться с, по меньшей мере, одним или несколькими гидравлическими устройствами.

Одно или несколько гидравлических устройств могут быть выбраны из золотниковых клапанов, шариковых клапанов, пакеров, клапанов изоляции формации, клапанов для газлифта, золотниковых втулок и гидравлических распределителей.

Гидравлический распределитель может быть расположен в стенке одного или нескольких гидравлических устройств.

Гидравлические устройства могут являться частью колонны с инструментом.

Гидравлический распределитель может быть расположен в стенке колонны с инструментом.

Клапан может быть размещен с обеспечением возможности перемещения посредством втулки.

Втулка способна перемещаться посредством давления жидкости.

Втулка способна перемещаться механически.

Гидравлический распределитель может дополнительно содержать индексаторный узел, имеющий возможность перемещения через множество положений для перемещения втулки.

Гидравлический распределитель может дополнительно содержать стопорный узел для фиксирующего зацепления с втулкой.

Указанный технический результат достигается и тем, что система для распределения рабочей жидкости содержит гидравлическую линию управления, распределитель, имеющий единственный подвод, сообщающийся с гидравлической линией управления, по меньшей мере, два отвода и клапан, имеющий возможность перемещения в распределителе для управления потоком рабочей жидкости от подвода к, по меньшей мере, двум отводам и смещаемый в ответ на изменение давления рабочей жидкости в единственном подводе.

Клапан может быть приспособлен смещаться механически.

Указанный технический результат достигается и тем, что система для распределения рабочей жидкости содержит гидравлическую линию управления, первый распределитель, имеющий единственный подвод, по меньшей мере, один первый отвод и, по меньшей мере, один второй отвод, при этом единственный подвод сообщен с гидравлической линией управления для управления первым распределителем в ответ на изменение давления рабочей жидкости в единственном подводе, и, по меньшей мере, один первый отвод сообщен с первым гидравлическим устройством, второй распределитель, имеющий, по меньшей мере, один подвод, по меньшей мере, один первый отвод и, по меньшей мере, один второй отвод, при этом, по меньшей мере, один подвод сообщен с, по меньшей мере, одним вторым отводом первого распределителя, по меньшей мере, один первый отвод сообщен со вторым гидравлическим устройством, и, по меньшей мере, один второй отвод сообщен с третьим гидравлическим устройством.

Полностью понять настоящее изобретение можно будет из представленного ниже подробного описания предпочтительного варианта осуществления конструкции, а также из прилагаемых чертежей, которые носят лишь иллюстративный характер, не налагая на представленное изобретение каких-либо ограничений, и на которых изображено следующее:

фиг.1 изображает вид в поперечном сечении варианта осуществления конструкции гидравлического распределителя согласно настоящему изобретению;

фиг.2 - вид в поперечном сечении посадочного элемента и уплотняющей гайки в варианте осуществления конструкции гидравлического распределителя;

фиг.3 - вид в перспективе варианта конструкции индексаторной втулки согласно настоящему изобретению в ее самом нижнем положении;

фиг.4 - эскиз гнезд индексаторной втулки согласно настоящему изобретению;

фиг.5 - вид в поперечном сечении варианта конструкции гидравлического распределителя согласно настоящему изобретению в его первом положении, когда на него не действует давление;

фиг.6 - вид в поперечном сечении варианта конструкции гидравлического распределителя согласно настоящему изобретению в его первом положении, когда он находится под действием начального давления;

фиг.7 - вид в поперечном сечении варианта конструкции гидравлического распределителя согласно настоящему изобретению в его первом положении, когда на него действует повышенное давление;

фиг.8 - вид в поперечном сечении варианта конструкции гидравлического распределителя согласно настоящему изобретению в его первом положении, когда сброшено повышенное давление;

фиг.9 - вид в поперечном сечении варианта конструкции гидравлического распределителя согласно настоящему изобретению в его первом положении, когда сброшено начальное давление;

фиг.10 - вид в поперечном сечении варианта конструкции гидравлического распределителя согласно настоящему изобретению при переходе во второе положение, когда на него не действует давление;

фиг.11 - вид в поперечном сечении варианта конструкции гидравлического распределителя согласно настоящему изобретению в его втором положении, когда на него действует начальное давление;

фиг.12 - вид в поперечном сечении варианта конструкции гидравлического распределителя согласно настоящему изобретению в его втором положении, когда на него действует повышенное давление;

фиг.13 - вид в поперечном сечении варианта конструкции гидравлического распределителя согласно настоящему изобретению во втором положении, когда сброшено повышенное давление;

фиг.14 - вид в поперечном сечении варианта конструкции гидравлического распределителя согласно настоящему изобретению при переходе в его первое положение, когда сброшено начальное давление;

фиг.15 - вид в сечении варианта конструкции настоящего изобретения, в котором рабочую жидкость под давлением распределяют к верхнему и нижнему поршням;

фиг.16 - эскиз варианта конструкции согласно настоящему изобретению, в котором гидравлический распределитель дополнительно содержит храповой узел;

фиг.17 - вид в перспективе варианта конструкции согласно настоящему изобретению, в котором храповой узел дополнительно содержит механическое вспомогательное управляющее устройство;

фиг.18 - вид в перспективе ближних компонентов варианта конструкции механического вспомогательного управляющего устройства;

фиг.19 - вид в перспективе дальних компонентов варианта конструкции механического вспомогательного управляющего устройства;

фиг.20 и 21 - вариант конструкции согласно настоящему изобретению, используемый для управления подповерхностным предохранительным клапаном. На фиг.20 представлен вид в перспективе, на котором храповой узел показан в виде выреза в поперечном сечении, а на фиг.21 представлено поперечное сечение по линии 21 на фиг.20;

фиг.22 - вид в перспективе варианта конструкции внутреннего тормоза;

фиг.23 - эскиз варианта конструкции согласно настоящему изобретению, в котором гидравлический распределитель используют для управления клапаном с золотниковой втулкой;

фиг.24, 25, 26, 27 изображают фрагментарные виды по высоте, четверть которых показана в сечении, варианта конструкции согласно настоящему изобретению, в котором для управления предохранительным клапаном используют гидравлическое воздействие;

фиг.28 и 29 - продольные виды в сечении, с частичным показом боковых видов по высоте, варианта конструкции согласно настоящему изобретению, в котором гидравлический распределитель используют для управления подводным управляющим клапанным устройством;

фиг.30 и 31 - виды по высоте варианта конструкции согласно настоящему изобретению, в котором для управления клапаном с изменяемым отверстием, предназначенным для газлифта, используют гидравлическое воздействие;

фиг.32 изображает эскиз варианта конструкции согласно настоящему изобретению, в котором гидравлический распределитель используют для управления узлом с гидравлически приводимым в действие стопорным пальцем;

фиг.33 - вид в поперечном сечении варианта конструкции согласно настоящему изобретению, в котором гидравлический распределитель используют для управления переустанавливаемым пакером;

фиг.34, 35, 36, 37 являются продолжениями друг друга и изображают виды по высоте, с сечением четвертой части, варианта конструкции согласно настоящему изобретению, в котором гидравлический распределитель используют для управления предохранительным клапаном;

фиг.38, 39 - виды в сечении варианта конструкции согласно настоящему изобретению, в котором гидравлический распределитель используют для управления клапаном, служащим для изоляции формации;

фиг.40, 41, 42 являются продолжениями друг друга и образуют вид по высоте в поперечном сечении варианта конструкции согласно настоящему изобретению, в котором гидравлический распределитель с успехом используют для управления приспособлением для аварийного разъединения;

фиг.43 изображает эскиз группы гидравлических распределителей, используемых для управления множеством инструментов от одной линии управления;

фиг.44 - эскиз группы гидравлических распределителей, используемых для управления множеством инструментов от одной линии управления;

фиг.45 - эскиз группы гидравлических распределителей, используемых для управления одним инструментом от одной линии управления;

фиг.46 - эскиз группы гидравлических распределителей, используемых для управления множеством инструментов от одной линии управления.

Ниже представлено подробное описание предмета настоящего изобретения, при этом изобретение главным образом описано для его использования применительно к скважинам для добычи нефти. Такой вид применения описан только в иллюстративных целях и не предполагает наложения каких-либо ограничений на объем настоящего изобретения. Настоящее изобретение также с успехом может быть использовано для выполнения работ в газовых скважинах, водяных скважинах, нагнетательных скважинах, управляющих скважинах и в других случаях, когда необходимо использовать дистанционное управление. Предполагается, что все упомянутые случаи применения находятся в объеме настоящего изобретения. Однако в иллюстративных целях настоящее изобретение будет описано применительно к скважинам для добычи нефти.

Кроме того, в приведенном ниже подробном описании предмета настоящего изобретения это изобретение раскрыто главным образом как используемое для подвода к гидравлическим устройствам рабочей жидкости под давлением от основной линии управления. Такие гидравлические устройства включают в себя, например, гидравлические инструменты, гидравлические исполнительные механизмы и гидравлические распределители, но ими не ограничены. Предполагается, что все упомянутые виды применения находятся в объеме настоящего изобретения.

В отношении настоящего изобретения и его работы важно отметить, что термины, касающиеся направления, например, "вверх", "вниз", "верхний", "нижний", использованы для облегчения обсуждения приводимого примера. Однако настоящее изобретение может быть с успехом использовано при любой осевой ориентации. Тем не менее, в иллюстративных целях будут использованы определенные термины, касающиеся направления и относящиеся к ориентации на странице с приведенным чертежом. На фиг.1 представлен вид в поперечном сечении варианта осуществления конструкции гидравлического распределителя 1 согласно настоящему изобретению. Основная корпусная часть 10 гидравлического распределителя 1 служит в качестве его каркаса и содержит корпус 12 управления потоком и корпус 52 управляющего устройства, которые сообщаются для подвода рабочей жидкости под давлением от основной линии 18 управления. Следует заметить, что хотя в этом варианте осуществления конструкции настоящего изобретения основная корпусная часть 10 представляет собой одинарный компонент, содержащий два корпуса 12, 52, в альтернативных вариантах осуществления конструкции, находящихся в объеме настоящего изобретения, основной корпусной части 10 могут быть приданы другие конфигурации, например в виде отдельных, но прикрепленных друг к другу корпусов 12, 52.

Давление рабочей жидкости от основной линии 18 управления подводят посредством входного отверстия 14 в корпусе 12 управления потоком. В этом варианте конструкции гидравлического распределителя 1 входное отверстие 14 имеет ряд входных витков 16 резьбовой нарезки для обеспечивающего уплотнение зацепления с наконечником основной линии управления. Однако имеется большое количество способов, с помощью которых основная линия управления может быть соединена с входным отверстием 14 корпуса 12 управления потоком, например, посредством фланцевых соединений, муфт быстрого соединения, сварных соединений и тому подобного. Предполагается, что все эти способы находятся в объеме настоящего изобретения. Поток, поступающий во входное отверстие 14, распределяется к большому количеству выходных отверстий 20, 20’. Выходные отверстия 20, 20’ обеспечивают проход для подачи рабочей жидкости под давлением к гидравлическим устройствам.

В варианте конструкции согласно настоящему изобретению каждое выходное отверстие 20, 20’ вмещает в себя посадочный элемент 22, который управляет потоком, проходящим через выходные отверстия 20, 20’. Каждый посадочный элемент 22 в этом варианте осуществления конструкции удерживается внутри выходных отверстий 20, 20’ посредством уплотняющей гайки 32.

Следует заметить, что в альтернативных вариантах конструкции посадочный элемент 22 удерживают внутри выпускных отверстий 20, 20’ посредством сварных, паяных, резьбовых соединений или чего-либо подобного. В иных альтернативных вариантах посадочный элемент 22 выполнен как одно целое с выходными отверстиями 20, 20’.

Как наиболее наглядным образом показано на фиг.2, каждый посадочный элемент 22 обеспечивает посадочную поверхность 24, которая представляет собой поверхность сопряжения для управляемого пружиной приводного шарика 38 (обсужден ниже), предназначенного для изменения направления подачи текучей среды. Когда приводной шарик 38 находится в контактном сопряжении с посадочной поверхностью 24, создается препятствие для входа текучей среды во внутренний канал 26 и ее перемещения по этому каналу, который проходит через посадочный элемент 22. Напротив, когда приводной шарик 38 не находится в контактном сопряжении с посадочной поверхностью 24, текучая среда может перемещаться по внутреннему каналу 26. В альтернативном варианте конструкции посадочная поверхность 24 подвергается воздействию пружины, чтобы, например, дополнительно гарантировать ее контактное сопряжение с приводными шариками 38.

На дальнем конце внутреннего канала 26 находится отверстие 28 для связи с инструментом, которое обеспечивает стык для подвода текучей среды от внутреннего канала 26 к гидравлическим устройствам. Отверстие 28 обеспечено внутренней резьбовой нарезкой 30 для зацепления с закрепленными гидравлическими устройствами. Однако в зависимости от типа гидравлического устройства могут быть использованы альтернативные соединения. Такие соединения включают в себя фланцевые соединения, муфты для быстрого соединения, сварные соединения и тому подобное, но не ограничены ими. Предполагается, что все такие способы соединения находятся в объеме настоящего изобретения.

На фиг.1 корпус 12 для управления потоком имеет управляющую камеру 34. Управляющая камера 34 представляет собой внутреннюю камеру в корпусе 12, которая проходит от входного отверстия 14 к выходным отверстиям 20, 20’, а также проходит от входного отверстия 14 к корпусу 52 управляющего устройства. Внутри управляющей камеры 34 заключено устройство 36 для чередования подачи. Устройство 36 для чередования подачи управляет распределением рабочей жидкости под давлением от входного отверстия 14 к соответствующему выходному отверстию 20, 20’.

В варианте осуществления конструкции согласно фиг.1 устройство 36 для чередования подачи состоит из корпуса 40, который вмещает в себя большое количество приводных шариков 38, пружины 44, действующие на шарики, и проставку 46 для пружин. Корпус 40 для шариков ориентирован внутри управляющей камеры 34 таким образом, что он сцентрирован в осевом направлении с продольной осью посадочных элементов 22. Корпус 40 имеет стопорные плечи 42, находящиеся у каждого дальнего конца корпуса 40. В промежутке внутри корпуса 40 находится проставка 46, которая действует в качестве основания для противоположных пружин 44, смещающих приводные шарики 38 к каждому стопорному плечу 42. Стопорные плечи 42 препятствуют дальнейшему перемещению шариков 38 в наружном направлении.

Большое количество управляющих винтов 48 прикреплено к корпусу 40 для шариков, при этом они проходят в направлении, перпендикулярном ориентации корпуса 40 в осевом направлении. Для сохранения ориентации управляющих винтов 48 и промежутка между ними обеспечена проставка 50, рядом с которой проходят управляющие винты 48. Управляющие винты 48 проходят из корпуса 40 и крепятся к челночной втулке 60 (которая будет обсуждена ниже), размещенной внутри корпуса 52 управляющего устройства. Хотя они показаны в виде винтов, "управляющие винты 48" могут представлять собой любой элемент, способный обеспечивать соединение корпуса 40 для шариков с челночной втулкой 60.

Например, "управляющие винты 48" могут представлять собой рычаг, соединитель, выполненный как одно целое, или какое-то другое соединение.

Корпус 52 управляющего устройства имеет стопорный конец 76 и индексаторный конец 112 и образует внутренний канал 54. Внутренний канал 54 образован внутренними стенками 56 корпуса 52 и проходит через корпус 52. Внутренний канал 54 дополнительно образован плечом 58.

Челночная втулка 60, имеющая стопорный конец 62 и индексаторный конец 70, размещена во внутреннем канале 54 таким образом, что эта втулка 60 может перемещаться по нему в осевом направлении. Стопорный конец 62 челночной втулки 60 содержит пружину 64, находящуюся внутри корпуса 66, предназначенного для пружины. В стопорном конце 62 дополнительно обеспечен стопорный профиль 68, который образован группой углублений 69, 69’. Индексаторный конец 70 обеспечивает базовую поверхность 72, которая примыкает к плечу 58 канала для ограничения перемещения челночной втулки 60 к индексаторному концу 112 корпуса 52 управляющего устройства.

Челночная втулка 60 дополнительно обеспечивает гнездо 74 под управляющие винты для фиксированного зацепления с управляющими винтами 48, исходящими из механизма чередования подачи. Вследствие фактически жесткого крепления перемещение челночной втулки 60 обеспечивает управление перемещением механизма 36 чередования подачи.

Корпус 78 стопорного поршня прикреплен к стопорному концу 76 корпуса 52 управляющего устройства. Корпус 78 содержит камеру 80 стопорного поршня, образуемую противоположными внутренними стенками 82 и основанием 84. В альтернативном варианте конструкции на основании 84 камеры расположена проставка (например, пакет шайб).

Внутри камеры 80 с возможностью перемещения расположен стопорный поршень 88. Стопорный поршень 88 состоит из штока 90, фланца 92 и управляющего штока 94. Стопорный поршень дополнительно содержит шток 90’, который обеспечивает возможность перемещения стопорного поршня 88 с внешней стороны (что будет обсуждено ниже). Уплотнение 110 стопорного поршня позволяет сохранить давление текучей среды внутри камеры 80 стопорного поршня. Следует заметить, что уплотнение 110, показанное на фиг.1, представлено в качестве примера одного варианта конструкции согласно настоящему изобретению. В настоящем изобретении с успехом может быть использовано любое количество уплотняющих устройств. Для нахождения в объеме настоящего изобретения лишь необходимо, чтобы уплотняющее устройство предотвращало потери текучей среды внутри корпуса 52 управляющего устройства.

Управляющий шток 94 стопорного поршня 88 проходит от фланца 92, противоположного штоку 90. Управляющий шток 94 имеет конусный упор 96, используемый для манипулирования большим количеством стопорных шариков 108, что будет обсуждено ниже. Дальний конец управляющего штока 94 проходит внутри стопорного конца 62 челночной втулки 60.

Стопорную пружину 98, расположенную внутри камеры 80 стопорного поршня, используют для смещения штока 90 в сторону от основания 84 камеры. Стопорная пружина 98 прилагает смещающее усилие к фланцу 92 штока 90 стопорного поршня. Ход штока 90 в сторону от основания 84 камеры ограничен и определяется местонахождением неподвижной обоймы 100. Неподвижная обойма 100, имеющая ограничительное плечо 102, прикреплена к внутренним стенкам 82 камеры 80 стопорного поршня. Ограничительное плечо 102 оказывает сопротивление перемещению штока 90 в результате смещения стопорной пружины 98, когда фланец 92 примыкает к ограничительному плечу 102. Таким образом, ход штока 90 стопорного поршня контролируется местоположением неподвижной обоймы 100.

Неподвижная обойма 100 дополнительно содержит корпус 104 для стопорных шариков. Корпус 104 проходит внутри стопорного конца 62 челночной втулки 60, при этом сквозь него проходит управляющий шток 94 стопорного поршня 88. Корпус 104 имеет множество гнезд 106 для захождения стопорных шариков 108. Корпус 104 обеспечивает основание для пружины 64 челночной втулки, расположенной внутри корпуса 66.

Как будет обсуждено ниже, относительное положение управляющего штока 94, корпуса 104 для стопорных шариков и стопорных шариков 108 позволяют проверить, произошло ли зацепление челночной втулки 60 с неподвижной обоймой 100, за счет чего предотвращается перемещение в осевом направлении посредством челночной втулки 60. Как показано на фиг.1, челночная втулка 60 находится в незастопоренном положении, в котором стопорные шарики 108 не зацеплены с углублениями 69, 69’ челночной втулки 60, а располагаются внутри конусного стопора 96 управляющего штока 94. Однако следует иметь в виду, что осевое перемещение управляющего штока 94 в нижнем направлении (по отношению к странице с чертежом) приведет к вытеснению стопорных шариков 108 из конусного упора 96 управляющего штока 94 и к зацеплению с одним из углублений 69, 69’ в челночной втулке 60, за счет чего предотвращается дальнейшее перемещение челночной втулки 60 в осевом направлении. При перемещении в верхнем направлении посредством управляющего штока 94 стопорные шарики 108 освобождаются из зацепления с челночной втулкой 60 и вновь будут находиться в конусном упоре 96 управляющего штока 94.

Корпус 114 индексаторного поршня прикреплен к индексаторному концу 112 корпуса 52 управляющего устройства. Корпус 114 содержит камеру 116 индексаторного поршня, образованную противоположными внутренними стенками 118 и основанием 120. В альтернативном варианте осуществления конструкции на основании 120 камеры расположена проставка (например, в виде набора шайб).

Индексаторный поршень 122 расположен внутри камеры 116 с возможностью перемещения. Индексаторный поршень 122 состоит из штока 124, фланца 126 и управляющего штока 128. Уплотнение индексаторного поршня обеспечивает сохранение текучей среды под давлением внутри камеры 116. Следует заметить, что, как и обсуждавшееся выше уплотнение 110 стопорного поршня, уплотнение 152 индексаторного поршня, показанное на фиг.1, представляет собой лишь пример одного варианта конструкции согласно настоящему изобретению. В изобретении с успехом может быть применено любое количество уплотняющих устройств. Для нахождения в объеме настоящего изобретения необходимо лишь то, чтобы уплотняющее устройство предотвращало потери текучей среды внутри корпуса управляющего устройства.

Управляющий шток 128 индексаторного поршня 122 проходит от фланца 126, противоположного штоку 124. Управляющий шток 128 используют для приведения в движение челночной втулки 60, что будет обсуждено ниже. Управляющий шток 128 проходит внутри индексаторного конца 112 корпуса 52 управляющего устройства.

Индексаторная пружина 130, расположенная внутри камеры 116, используется для смещения штока 124 индексаторного поршня в сторону от основания 120 камеры. Индексаторная пружина 130 прилагает смещающее усилие к фланцу 126 штока 124. Ход штока 124, выполняемый вследствие смещения пружины, ограничен и определяется местоположением индексаторной втулки 134 по отношению к индексаторному пальцу 132.

Индексаторная втулка 134 размещена внутри подпятников 150 и прикреплена к индексаторному поршню 122 таким образом, что перемещение поршня 122 в осевом направлении приводит к осевому перемещению индексаторной втулки 134 и наоборот. Смещение индексаторной втулки 134 в осевом направлении ограничено пальцем 132, который жестко прикреплен к внутренней стенке 118 камеры 116 индексаторного поршня.

Выполнение смещения индексаторной втулки 134 в осевом направлении наилучшим образом можно проиллюстрировать с помощью фиг.3, которая представляет собой вид в перспективе варианта конструкции индексаторной втулки 134 согласно настоящему изобретению в ее самом верхнем положении, и фиг.4, которая представляет собой эскиз, показывающий относительные положения гнезд индексаторной втулки. Как показано на фиг.3, индексаторная втулка 134 состоит из верхней упорной поверхности 136, нижней упорной поверхности 138, одного или более верхних упоров 140, одного или более нижних гнезд 144, а также одного или более промежуточных гнезд 146.

На фиг.3 индексаторный палец 132 расположен в нижнем гнезде 144. В этом положении индексаторный палец 132 препятствует перемещению индексаторной втулки 134 в верхнем направлении под действием усилия, прилагаемого к нижней упорной поверхности 138. Однако при приложении усилия к верхней упорной поверхности 136 индексаторная втулка 134 может быть перемещена вниз в свое самое нижнее положение. Когда индексаторная втулка 134 перемещается вниз, палец 132 входит в зацепление с образующей сужение поверхностью 142 верхнего упора 140, который вынуждает индексаторную втулку 134 совершать поворот. Перемещение индексаторной втулки 134 вниз и ее поворот продолжаются до тех пор, пока с верхним упором 140 не войдет в зацепление индексаторный палец 132. В этот момент индексаторная втулка 134 повернута таким образом, что индексаторный палец 132 будет сцентрирован в осевом направлении с образующей сужение поверхностью 148 промежуточного гнезда 146.

При нахождении индексаторной втулки в ее самом нижнем